(57)【要約】【課題】  容量の異なるディスクを含む複数のディスクにデータを冗長格納するディスクアレイシステムに関し、なるべく多くの耐障害性を持つ論理ディスクを構築したいという要求があった。【解決手段】  残容量の大きなディスクから優先してＲＡＩＤグループを設定して残容量の偏りを少なくすることにより、より多くの耐障害性を持つ論理ディスクを設定可能とする。【選択図】  図１
2006146680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の物理ディスクからなるディスクアレイを制御するディスクアレイ制御装置であって、
前記ディスクアレイを構成する複数の物理ディスクを複数の論理ディスクに分割することを残容量の大きな物理ディスクから順に選択して実行する論理ディスク設定手段と、
前記複数の物理ディスクを前記論理ディスク設定手段により分割された論理ディスクに応じて動作させる制御手段とを有することを特徴とするディスクアレイ制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のディスクアレイ制御装置において、
論理ディスク設定手段は、異なる物理ディスク上に同じ容量の論理ディスクを存在させてグループとすることを特徴とするディスクアレイ制御装置。
【請求項３】
請求項２記載のディスクアレイ制御装置において、
ディスクアレイの容量が増加した場合、論理ディスク設定手段は容量の増加した物理ディスクにグループが含まれない論理ディスクが存在する物理ディスクの中で最も残容量の少ない物理ディスクを探し、この物理ディスクから容量の増加した物理ディスクに論理ディスクを移動させることを特徴とするディスクアレイ制御装置。
【請求項４】
複数の物理ディスクからなるディスクアレイを制御するディスクアレイ制御方法であって、
前記ディスクアレイを構成する複数の物理ディスクを複数の論理ディスクに分割することを残容量の大きな物理ディスクから順に選択して実行することを特徴とするディスクアレイ制御方法。
【請求項５】
請求項４記載のディスクアレイ制御方法において、
複数の論理ディスクに分割する際に、異なる物理ディスク上に同じ容量の論理ディスクを存在させてグループとすることを特徴とするディスクアレイ制御方法。
【請求項６】
請求項５記載のディスクアレイ制御方法において、
ディスクアレイの容量が増加した場合、容量の増加した物理ディスクにグループが含まれない論理ディスクが存在する物理ディスクの中で最も残容量の少ない物理ディスクを探し、この物理ディスクから容量の増加した物理ディスクに論理ディスクを移動させることを特徴とするディスクアレイ制御方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のディスクアレイ制御装置と、ディスクアレイとからなるディスクアレイシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はディスクアレイシステムに係わり、特に、容量の異なるディスクを含む複数のディスクにデータを冗長格納するディスクアレイシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のディスクを使用してディスクの可用性を上げる手法として、独立して動作し、かつ並列接続する複数の比較的安価なディスク装置を用いたＲＡＩＤ(Redundant Array of Independent (or Inexpensive) Disks)という技術が非特許文献１に記載されている。
【０００３】
ＲＡＩＤシステムは、並列アクセスされる複数の物理ディスクから成り、ＯＳ(Operating System) から見ると１台の論理ディスクとして扱われるディスクアレイである。
【０００４】
ＲＡＩＤのレベルとしては、ＲＡＩＤ０からＲＡＩＤ５までのレベルが一般的に知られている。ＲＡＩＤ０は耐障害性を持たないが、ＲＡＩＤ１から５までのレベルでは１台のディスクが故障してもデータが失われない耐障害性を持つ。
【０００５】
非特許文献１ではそれぞれのディスクは皆同じ容量を持つが、異なる容量のディスクを組み合わせたディスクアレイシステムも考えられる。その一例が特許文献１に記載されている。
【０００６】
図８は特許文献１に記載されたディスクアレイシステムの構成を示すブロック図である。ディスクアレイシステム６０は、複数の物理ディスク６１１〜６１ｎと、ディスクアレイ制御装置６００と、該ディスクアレイ制御装置６００を介して物理ディスク６１１〜６１ｎを制御するホストコンピュータ６２０から構成されている。
【０００７】
ディスクアレイ制御装置６００は、ホストアダプタ６０１と、制御手段６０２と、ディスクアダプタ６０３と、論理ディスク設定手段６０４から構成されている。このような構成を有する従来のディスクアレイシステムの動作について図８を用いて説明する。
【０００８】
論理ディスク設定手段６０４は複数の物理ディスク６１１〜６１ｎに対して論理ディスクＬＤ１〜ＬＤ３を設定する。制御手段６０２は論理ディスクＬＤ１〜ＬＤ３に対応づけられた物理ディスク６１１〜６１ｎからデータを読み出してホストコンピュータ６２０へ転送する。
【０００９】
論理ディスク設定手段６０４は次のように動作する。まず物理ディスク６１１〜６１ｎの中で最も残り容量が小さいものを選ぶ。そしてそれがいっぱいになるまで、全物理ディスクにデータがストライピングされるように論理ディスクＬＤ１を設定する。続いて、次に残り容量が少ない物理ディスクを選び、その物理ディスクの残り容量がいっぱいになるまでまだ残り容量がある物理ディスク間でストライピングされるように論理ディスクＬ２を設定する、というものである。
【非特許文献１】宇野 俊夫著「ディスクアレイテクノロジ  ＲＡＩＤ」エーアイ出版株式会社、２０００年８月１１日、ｐｐ．６６−１１０
【特許文献１】特開平０９−１２０３４２号公報  （第９頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載されたディスクアレイシステムには、次に挙げる問題点がある。
【００１１】
第１の問題点は、図８における論理ディスクＬＤ３のように、最後に残った領域が耐障害性を持たない論理ディスクになることである。その理由は、論理ディスクが物理ディスクの容量の差分単位に割り当てられることから、最後に残った一番容量の大きなディスクと次に容量の大きなディスクとの差分がそのまま論理ディスクに割り当てられるためである。
【００１２】
第２の問題点は、既に論理ディスクが全て設定されてしまっている物理ディスクの１つを大きな容量のものと入れ替えた場合や新たな物理ディスクを１台のみ追加した場合、新たに増えた容量は耐障害性の無い論理ディスクとしてしか使えないことである。その理由は、新たに増えた容量は単一のディスクにしか存在しないが、耐障害性を持つＲＡＩＤ１からＲＡＩＤ５のモードは複数ディスクを必要とするためである。
【００１３】
本発明の目的は、容量の異なる物理ディスクが混在する場合でも、なるべく多くの物理ディスクの容量を耐障害性のある論理ディスクとして構成することのできるディスクアレイシステム、ディスクアレイ制御装置および方法を提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、ディスクの増設や交換等により１台だけ残容量の大きなディスクが生じた場合であっても、耐障害性を持つ論理ディスクの領域を増やすことのできるディスクアレイシステム、ディスクアレイ制御装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のディスクアレイ制御装置は、複数の物理ディスクからなるディスクアレイを制御するディスクアレイ制御装置であって、
前記ディスクアレイを構成する複数の物理ディスクを複数の論理ディスクに分割することを残容量の大きな物理ディスクから順に選択して実行する論理ディスク設定手段と、
前記複数の物理ディスクを前記論理ディスク設定手段により分割された論理ディスクに応じて動作させる制御手段とを有することを特徴とする。
【００１６】
この場合、論理ディスク設定手段は、異なる物理ディスク上に同じ容量の論理ディスクを存在させてグループとすることとしてもよい。
【００１７】
また、ディスクアレイの容量が増加した場合、論理ディスク設定手段は容量の増加した物理ディスクにグループが含まれない論理ディスクが存在する物理ディスクの中で最も残容量の少ない物理ディスクを探し、この物理ディスクから容量の増加した物理ディスクに論理ディスクを移動させることとしてもよい。
【００１８】
本発明のディスクアレイ制御方法は、複数の物理ディスクからなるディスクアレイを制御するディスクアレイ制御方法であって、
前記ディスクアレイを構成する複数の物理ディスクを複数の論理ディスクに分割することを残容量の大きな物理ディスクから順に選択して実行することを特徴とする。
【００１９】
この場合、複数の論理ディスクに分割する際に、異なる物理ディスク上に同じ容量の論理ディスクを存在させてグループとすることとしてもよい。
【００２０】
また、ディスクアレイの容量が増加した場合、容量の増加した物理ディスクにグループが含まれない論理ディスクが存在する物理ディスクの中で最も残容量の少ない物理ディスクを探し、この物理ディスクから容量の増加した物理ディスクに論理ディスクを移動させることとしてもよい。
【００２１】
本発明のディスクアレイシステムは、上記のいずれかに記載のディスクアレイ制御装置と、ディスクアレイとからなる。
【００２２】
上記のような構成を採用し、容量の異なるディスク間で論理ディスクを作成する際、残容量の大きなディスクから順に選択して論理ディスクを構成するよう動作する。残容量の大きなディスクから設定していくことにより、特定の物理ディスクのみが残る率が少なくなる。これにより、容量の異なる物理ディスクが混在する場合でも、なるべく多くの物理ディスクの容量を耐障害性のある論理ディスクとして構成することのできるディスクアレイシステムを提供するという本発明の目的を達成することができる。
【００２３】
また、容量の増加した物理ディスクにグループが含まれない論理ディスクが存在する物理ディスクの中で最も残容量の少ない物理ディスクを探し、この物理ディスクから容量の増加した物理ディスクに論理ディスクを移動させるディスクアレイシステムでは、一部の物理ディスクをより容量の大きな物理ディスクと入れ替えるなどによってディスクアレイシステムに容量の増加が生じたとき、容量が増加したディスク以外のディスクに格納されたデータを読み出し、新たに増加した領域に移動させるよう動作する。少なくとも２カ所またはそれ以上の異なるディスクの領域が空くので、耐障害性を持つ論理ディスクを設定することが可能となる。これによりディスクの増設や交換等により１台だけ残り容量の大きなディスクが生じた場合であっても、耐障害性を持つ論理ディスクの領域を増やすことのできるディスクアレイシステムを提供するという本発明の目的を達成することができる。
【発明の効果】
【００２４】
第１の効果は、容量の異なる物理ディスクが混在する場合でも、耐障害性を持つ論理ディスクの領域を増やすことができることにある。その理由は、残容量の多い物理ディスクから順に論理ディスクを組むことにより、特定の物理ディスクに残容量が偏らないためである。
【００２５】
第２の効果は、ディスク交換によりディスク容量が増えた場合であっても、耐障害性を持つ論理ディスクの領域を増やすことができることにある。その理由は、増えた領域に同じＲＡＩＤグループに属さないディスクのデータを移すことで２つ以上の物理ディスクに空き領域ができるためである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
図１を参照して本発明の第１の実施の形態について説明する。本発明の第１の実施の形態のディスクアレイシステム１０は、ディスクアレイ制御装置１００と、ディスクアレイ制御装置１００に接続された複数の物理ディスク１１１〜１１ｎと、ホストコンピュータ１２０と、から構成されている。
【００２８】
ディスクアレイ制御装置１００は、ホストコンピュータ１２０と通信するためのホストアダプタ１０１と、中心的な制御を行う制御手段１０２と、各物理ディスク１１１〜１１ｎと接続するためのディスクアダプタ１０３と、各物理ディスク１１１〜１１ｎへ論理ディスクの領域を対応付けする論理ディスク設定手段１０４とを含む。
【００２９】
これらの手段はそれぞれ概略以下のように動作する。
【００３０】
ホストアダプタ１０１は、ホストコンピュータ１２０からデータを受け取り、制御手段１０２へ送る。また、制御手段１０２から受け取ったデータをホストコンピュータ１２０へ送る。
【００３１】
制御手段１０２は、中心的な制御を行う。ホストアダプタ１０１に対してはホストコンピュータ１２０へのデータの受送信を指示する。ディスクアダプタ１０３に対しては物理ディスク１１１〜１１ｎへのデータの読み書きを指示する。論理ディスク設定手段１０４からアドレス変換情報を受け取る。
【００３２】
ディスクアダプタ１０３は制御手段１０２からデータを受け取り、各物理ディスク１１１〜１１ｎに書き込む。また、各物理ディスク１１１〜１１ｎからデータを読み出し、制御手段１０２へ送る。
【００３３】
論理ディスク設定手段１０４は論理ディスクと各物理ディスク１１１〜１１ｎの領域との対応関係を設定し、制御手段１０２に知らせる。
【００３４】
図２は、上記実施形態を汎用のＣＰＵ（中央処理装置）を用いて構成した例である。ディスクアレイ制御装置１００は読み書き制御の中枢的機能を果たすＣＰＵ１０６を備えている。ＣＰＵ１０６にはバス１０７を介して各種装置が接続されている。このうちＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）１０８は各種プログラムや固定的データが格納された読み出し専用メモリである。ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）１０９は、プログラムを実行する上で一時的に必要となる各種データを記憶するためのメモリであり、ＣＰＵ１０６、ＲＯＭ１０８およびＲＡＭ１０９により制御手段１０２および論理ディスク設定手段１０４が構成される。
【００３５】
図３は本実施形態の動作を示すフローチャートであり、以下に図３のフローチャートを参照して本実施形態の全体の動作について詳細に説明する。
【００３６】
まず、論理ディスク設定手段１０４はディスクアダプタ１０３に接続された物理ディスクの残容量を確認する（ステップＡ１）。次に、確認したディスクの残容量を用いて異なるディスクでＲＡＩＤグループを構成することが可能かどうかを判断する（ステップＡ２）。ステップＡ２にてＲＡＩＤグループを構成できないと判断した場合にはステップを終了する。ステップＡ２にてＲＡＩＤグループを構成することができると判断した場合には、最も領域が余っているディスクを選択し、RAIDグループの構成ディスクとする（ステップＡ３）。最後にＲＡＩＤグループが構成できたか判断し（ステップＡ４）、構成されていなければステップＡ３に戻る。構成されていれば終了する。
【００３７】
図４は、上記動作のイメージを表した図である。物理ディスク４０１と４０３の残容量が大きいため、ＲＡＩＤグループを組む際、この２つの物理ディスクから優先して割り当て、残りは物理ディスク４０２から割り当てた（Ａ−１、Ａ−２、Ａ−３）。次のＲＡＩＤグループを設定するときもまだ物理ディスク４０１と４０３の残容量が大きいため、そこから優先に割り当てる（Ｂ−１、Ｂ−２）が、続く領域は残容量の大きい物理ディスク４０４から割り当てる（Ｂ−３）。このようにして、残容量が均等になる方向で論理ディスクが設定されていく。
【００３８】
次に、本実施の形態の効果について説明する。
【００３９】
本実施の形態では、物理ディスクの領域を論理ディスクに結びつける論理ディスク設定手段を備えるように構成されている。容量の異なるディスク間で論理ディスクを作成する際、残容量の大きなディスクから順に選択して論理ディスクを構成するように動作するため、容量の異なる物理ディスクが混在する場合でも、なるべく多くの容量を耐障害性を持つ論理ディスクとして構成することができる。
【００４０】
次に、本発明の第２の発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００４１】
図５を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施形態のディスクアレイシステム５０は、ディスクアレイ制御装置５００と、ディスクアレイ制御装置５００に接続された複数の物理ディスク５１１〜５１ｎと、ホストコンピュータ５２０と、から構成されている。
【００４２】
ディスクアレイ制御装置５００は、ホストアダプタ５０１と、中心的な制御を行う制御手段５０２と、物理ディスクと接続するためのディスクアダプタ５０３と、物理ディスクへ論理ディスクの領域を対応付けする論理ディスク設定手段５０４と、既に書き込まれたデータを移動させる指示を出すデータ再配置手段５０５とを含む。
【００４３】
これらの手段は概略以下のように動作する。
【００４４】
ホストアダプタ５０１、制御手段５０２、ディスクアダプタ５０３、論理ディスク設定手段５０４の構成および動作は図１に示したホストアダプタ１０１、制御手段１０２、ディスクアダプタ１０３、論理ディスク設定手段１０４と同様なため説明を省略する。
【００４５】
データ再配置手段５０５は物理ディスク５１１〜５１ｎ間でのデータ移動の指示を制御手段５０２に対して行う。
【００４６】
次に、図５とともに図６のフローチャートを参照して本実施の形態の全体の動作について詳細に説明する。
【００４７】
まず、論理ディスク設定手段５０４はディスクアダプタ５０３を通して物理ディスク５１１〜５１ｎの容量に増加が無いかチェックする（ステップＢ１）。増えていなければステップＢ１を繰り返す。増えていれば容量の増えた物理ディスク−Ａを特定する（ステップＢ２）。続いて容量の増えたディスク−Ａを含まないＲＡＩＤグループを探し（ステップＢ３）、さらに、このＲＡＩＤグループの中で残容量の少ない物理ディスク−Ｂを探す（ステップＢ４）。
【００４８】
次に、物理ディスクＢから物理ディスク−Ａにデータを移動させる（ステップＢ５）。ここで残容量を持つ物理ディスクで所望のＲＡＩＤグループが構成できるかチェックする（ステップＢ６）。できていれば終了する。できていなければそれ以上データ移動ができないかチェックする（ステップＢ７）。データ移動ができるようであれば、ステップＢ３に戻ってデータ移動元のディスクを探す。データ移動ができなければ終了する。
【００４９】
図７は、上記動作のイメージを表した図である。ここでは物理ディスク７０３が交換されて残容量ができたとした。物理ディスク７０３を含まないＲＡＩＤグループはＡおよびＣであるため、領域Ｃ−２を物理ディスク７０３へ移した。これにより物理ディスク７０２と物理ディスク７０３に残容量ができたので、新たなＲＡＩＤグループを組むことが可能となっている。
【００５０】
次に、本実施の形態の効果について説明する。
【００５１】
本実施の形態では、既に書き込まれたデータを移動させる指示を出すデータ再配置手段５０５を含むように構成されているため、残容量を複数の物理ディスクに分散させることが可能となり、耐障害性を持つ論理ディスクを設定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明によれば、容量の異なる物理ディスクを組み合わせてディスクアレイシステムを構成し、耐障害性を持つ論理ディスクをなるべく多く設定するといった用途に適用できる。また、ディスクアレイの保守によりディスクを元のデータ容量よりも大きなデータ容量を持つディスクに交換し、ディスクアレイの耐障害として利用可能な容量を増やすような用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態の具体的例を示す図である。
【図３】第１の実施形態の動作を示す流れ図である。
【図４】第１の実施形態による論理ディスクの設定例を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の構成を示すプロック図である。
【図６】第２の実施形態の動作を示す流れ図である。
【図７】第２の実施形態による論理ディスクの設定例を示す図である。
【図８】従来技術の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５４】
１００    ディスクアレイ制御装置
１０１    ホストアダプタ
１０２    制御手段
１０３    ディスクアダプタ
１０４    論理ディスク設定手段
１０５    データ再配置手段
１０７    バス
１０８    ＲＯＭ
１０９    ＲＡＭ
１１１〜１１ｎ  物理ディスク
１２０    ホストコンピュータ
【図１】
2006146680.tif 000003
【図２】
2006146680.tif 000004
【図３】
2006146680.tif 000005
【図４】
2006146680.tif 000006
【図５】
2006146680.tif 000007
【図６】
2006146680.tif 000008
【図７】
2006146680.tif 000009
【図８】
2006146680.tif 000010